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<strong><font color="#004a85">作者：Szymon Slupik——Silvair联合创始人兼CTO、蓝牙技术联盟 - 蓝牙Mesh工作组主席</font> </strong>

<strong>关于蓝牙mesh的常见误解</strong>

您可能很难相信，无线控制系统现已具备有线控制系统的可靠性。

尽管如此，人们对于蓝牙mesh标准的当前状态及其功能仍存在很多误解，可能因为蓝牙技术多种多样，而蓝牙mesh只是其中之一。此外，照明行业在进军物联网的这十年来经历了很多失败，他们发现照明控制环节比预想得更加困难，而科技行业花了数年时间才设计出能够满足专业照明需求的解决方案。

熟悉电源电路设计的朋友们都知道，在LED电源的设计过程中，电磁干扰EMI是个不小的难题，那么如何能解决这个问题？本文将从这一角度来分享对电磁兼容性的处理，让电磁干扰不再是难题!

电磁兼容（EMC）是在电学中研究意外电磁能量的产生、传播和接收，以及这种能量所引起的有害影响。电磁兼容的目标是在相同环境下，涉及电磁现象的 不同设备都能够正常运转，而且不对此环境中的任何设备产生难以忍受的电磁干扰之能力。习惯上说，EMC包含EMI（电磁干扰）和EMS（电磁敏感性）两个 方面。

电磁干扰（EMI）是指任何在传导或电磁场伴随着电压、电流的作用而产生会降低某个装置、设备或系统的性能，或产生不良影响的电磁现象。

LED电源电磁干扰，工程师要考虑的主要方面有：电路措施、EMI滤波、元器件选择、屏蔽和印制电路板抗干扰设计等。

随着现代科学技术的飞速发展，电子、电力电子、电气设备应用越来越广泛，它们在运行中产生的高密度、宽频谱的电磁信号充满整个空间，形成复杂的电磁环境。复杂的电磁环境要求电子设备及电源具有更高的电磁兼容性。于是抑制电磁干扰的技术也越来越受到重视。接地、屏蔽和滤波是抑制电磁干扰的三大措施，下面主要介绍在电源中使用的EMI滤波器及其基本原理和正确应用方法。

<strong>电源设备中噪声滤波器的作用</strong>

磁珠和电感在解决EMI和EMC方面的作用有什么区别，各有什么特点，是不是使用磁珠的效果会更好一点呢？

磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲的能力。磁珠是用来吸收超高频信号，象一些RF电路，PLL，振荡电路，含超高频存储器电路（DDRSDRAM，RAMBUS等）都需要在电源输入部分加磁珠，而电感是一种蓄能元件，用在LC振荡电路，中低频的滤波电路等，其应用频率范围很少超过50MHZ. 磁珠有很高的电阻率和磁导率，等效于电阻和电感串联，但电阻值和电感值都随频率变化。

学习嵌入式需要了解硬件知识，其中包括单片机、ARM、FPGA等，不同的硬件有不同的特点，需要了解他们相应的特点才有利于操作应用。

那么单片机、ARM、FPGA、嵌入式的区别和特点有哪些呢？

<strong>单片机的特点：</strong>

（1）高集成度，体积小，高可靠性 单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上，集成度很高，体积自然也是最小的。单片机程序指令，常数及表格等固化在ROM中不易破坏，许多信号通道均在一个芯片内，故可靠性高。

（2）控制功能强 为了满足对对象的控制要求，单片机的指令系统均有极丰富的条件:分支转移能力，I/O口的逻辑操作及位处理能力，非常适用于专门的控制功能。

在进行PCB布线时，经常会发生这样的情况：走线通过某一区域时，由于该区域布线空间有限，不得不使用更细的线条，通过这一区域后，线条再恢复原来的宽度。走线宽度变化会引起阻抗变化，因此发生反射，对信号产生影响。

那么什么情况下可以忽略这一影响，又在什么情况下我们必须考虑它的影响？

有三个因素和这一影响有关：

1、阻抗变化的大小；

2、信号上升时间；

3、窄线条上信号的时延。

首先讨论阻抗变化的大小，很多电路的设计要求反射噪声小于电压摆幅的5%（这和信号上的噪声预算有关），根据反射系数公式：

<center>ρ=（Z2-Z1)/(Z2+Z1)=△Z/(△Z+2Z1）≤5%</center>

共模辐射是由于接地电路中存在电压降（如下图），某些部位具有高电位的共模电压，当外接电缆与这些部位连接时，就会在共模电压激励下产生共模电流，成为辐射电场的天线。这多数是由于接地系统中存在电压降所造成的。共模辐射通常决定了产品的辐射性能。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2020-05/博客/100049387-97771-1.png&quot; alt=“”></center>

<strong>1、共模辐射场</strong>

<strong>Q：四层板，层叠走TOP-GND-POWER-BOTTOM,做共面阻抗，参考第三层的话，刚好天线下面的第三层区域走的电源3V3，有影响吗？还是天线参考必须要是GND吗？</strong>

首先电源平面肯定是能做参考平面的，常见的DDR的六层板，一般都用了电源层作为DDR信号的参考平面，这个设计过的基本都不会迟疑。我们要弄明白的问题就是电源平面是否可以作为RF信号，高速信号的参考平面？在这里就分享下这个问题的一些见解和思路。

<strong>第一，我们需要弄清楚什么是参考平面？</strong>

作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽，PCB已经成为电子信息产品的最为重要而关键的部分，其质量的好坏与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性。但是由于成本以及技术的原因，PCB在生产和应用过程中出现了大量的失效问题。

对于这种失效问题，我们需要用到一些常用的失效分析技术，来使得PCB在制造的时候质量和可靠性水平得到一定的保证，本文总结了15个失效分析技术案例及10种解决办法，供参考借鉴。

<strong>15个案例：</strong>

<strong>一、板电后图电前擦花</strong>

信号完整性的定义 定义：信号完整性（Signal Integrity,简称SI）是指在信号线上的信号质量。差的信号完整性不是由某一单一因素导致的，而是板级设计中多种因素共同 引起的。当电路中信号能以要求的时序、持续时间和电压幅度到达接收端时，该电路就有很好的信号完整性。当信号不能正常响应时，就出现了信号完整性问题。

我们大家都知道电容器在电子电路中一直扮演着相当重要的角色，在电子电路中负责信号的偶合、RC电路中伏安特性的微分如积分、振荡电路中的“槽路”、旁路和电源滤波等。铝电解电容器是由经过腐蚀和形成氧化膜的阳极铝箔、经过腐蚀的阴极铝箔、中间隔着电解纸卷绕后，再浸渍工作电解液，然后密封在铝壳中而制成的。

<strong>为什么铝电解质电容不能承受反向电压？</strong>

由于电解电容器存在极性，在使用时必须注意正负极的正确接法，否则不仅电容器发挥不了作用，而且漏电流很大，短时间内电容器内部就会发热，破坏氧化膜，随即损坏。

平行走线之间。但在某些设计中，高速差分过孔之间也会产生较大的串扰，本文对高速差分过孔之间的产生串扰的情况提供了实例仿真分析和解决方法。

<strong>高速差分过孔间的串扰</strong>

对于板厚较厚的PCB来说，板厚有可能达到2.4mm或者3mm。以3mm的单板为例，此时一个通孔在PCB上Z方向的长度可以达到将近118mil。如果PCB上有0.8mm pitch的BGA的话，BGA器件的扇出过孔间距只有大约31.5mil。

嵌入式设计是个庞大的工程，今天就说说硬件电路设计方面的几个注意事项，首先，咱们了解下嵌入式的硬件构架。

我们知道，CPU是这个系统的灵魂，所有的外围配置都与其相关联，这也突出了嵌入式设计的一个特点硬件可剪裁。在做嵌入式硬件设计中，以下几点需要关注。

<strong>第一、电源确定</strong>

电源对于嵌入式系统中的作用可以看做是空气对人体的作用，甚至更重要：人呼吸的空气中有氧气、二氧化碳和氮气等但是含量稳定，这就相当于电源系统中各种杂波，我们希望得到纯净和稳定符合要求的电源，但由于各种因素制约，只是我们的梦想。这个要关注两个方面：

a、电压

电磁干扰的主要方式是传导干扰、辐射干扰、共阻抗耦合和感应耦合。对这几种途径产生的干扰我们应采用的相应对策：传导采取滤波，辐射干扰采用屏蔽和接地等措施，就能够大大提高产品的抵抗电磁干扰的能力，也可以有效的降低对外界的电磁干扰。本文从滤波设计、接地设计、屏蔽设计和PCB布局布线技巧四个角度，介绍EMC的设计技巧。

<strong>一、EMC滤波设计技巧</strong>

EMC设计中的滤波器通常指由L，C构成的低通滤波器。滤波器结构的选择是由"最大不匹配原则"决定的。即在任何滤波器中，电容两端存在高阻抗，电感两端存在低阻抗。图1是利用最大不匹配原则得到的滤波器的结构与ZS和ZL的配合关系，每种情形给出了2种结构及相应的衰减斜率(n表示滤波器中电容元件和电感元件的总数)。

<strong>过孔简介</strong>

过孔（via）是多层 PCB 的重要组成部分之一，钻孔的费用通常占 PCB 制板费用的 30%~40%。简单的来说，PCB 上的每一个孔都可以称之为过孔。

从作用上看，过孔可以分成两类：

<ul>
<li>
<p>用作各层间的电气连接；</p>
</li>
<li>
<p>用作器件的固定或定位；</p>
</li>
</ul>

如果从工艺制程上来说，这些过孔一般又分为三类：

电磁干扰是电子电路设计过程中最常见的问题，设计师们一直在寻找能够完全消除或降低电磁干扰，也就是EMI的方法。但想要完全的消除EMI的干扰，首先需要的就是了解EMI是什么，它的传播过程是怎样的，本文就将对EMI的传播过程进行一个大致的介绍。

EMI是电磁干扰的统称，但实际上电磁干扰分为两种，一种是传导干扰，另一种是辐射干扰。传导干扰主要是电子设备产生的干扰信号是通过导线或公共电源线进行传输，互相产生干扰。进一步细分，传导干扰又分共模干扰和差模干扰。

<strong>**EMI的传播过程 **</strong>

<strong>01、前言</strong>

我们电子产品往往60%以上-可靠性方面的问题都出现在电子线路板的PCB设计上；工作及性能良好的PCB需要相关的理论及实践经验；我在产品的设计实践中经常碰到各种各样的问题；比如电子线路板不能通过系统EMS的测试标准，测试关键器件IC的功能引脚时出现高频噪声的问题，电路功能IC引脚检测到干扰噪声进行异常保护等等。通过不断的理论与实践结合；用实战检验我们的理论和实践的差异点！优良的设计跟长期的经验总结是密不可分的！！

我分享一下开关电源与IC控制器PCB设计思路给电子设计爱好者参考。

<strong>02、开关电源通过以下的原理示意图分享设计总体原则</strong>

PCI-Express(peripheral component interconnect express)是一种高速串行计算机扩展总线标准，它原来的名称为“3GIO”，是由英特尔在2001年提出的，旨在替代旧的PCI，PCI-X和AGP总线标准。

PCIe属于高速串行点对点双通道高带宽传输，所连接的设备分配独享通道带宽，不共享总线带宽，主要支持主动电源管理，错误报告，端对端的可靠性传输，热插拔以及服务质量(QOS)等功能

<strong>下面是关于PCIE PCB设计的规范：</strong>

1、从金手指边缘到PCIE芯片管脚的走线长度应限制在4英寸（约100MM）以内。

Wi-Fi连接的好与坏，对物联网产品的使用体验会产生天上、地下的差别。优质的Wi-Fi连接，主要取决于四个因素：通信距离长，吞吐量大，数据包错误率低，具备适当的共存能力。而这一切都可以通过802.11ac来增强，本文为您详细解读。

在物联网（IoT）发展势头的推动下，我们过去从未想过可以联网的设备今天正在实现互联。现在煮咖啡也不必您亲自走到咖啡机前，您只需用自己的手机给咖啡机发一条命令即可。咖啡机甚至可以了解您的喜好，每次都按照您的喜好准备咖啡。

电子技术的发展变化必然给板级设计带来许多新问题和新挑战。首先，由于高密度引脚及引脚尺寸日趋物理极限，导致低的布通率；其次，由于系统时钟频率的提高，引起的时序及信号完整性问题；第三，工程师希望能在PC平台上用更好的工具完成复杂的高性能的设计。由此，我们不难看出，PCB板设计有以下三种趋势：-高速数字电路（即高时钟频率及快速边沿速率）的设计成为主流。

——产品小型化及高性能必须面对在同一块PCB板上由于混合信号设计技术（即数字、模拟及射频混合设计）所带来的分布效应问题。

设计难度的提高，导致传统的设计流程及设计方法，以及PC上的CAD工具很难胜任当前的技术挑战。以下介绍高速设计中使用的技巧。

<strong>一、高频电路布线技巧</strong>